- En què consisteix el pes atòmic?
- unitats
- Com es calcula el pes atòmic?
- consideracions
- exemples
- referències
El pes atòmic és la massa mitjana dels àtoms d'un determinat element químic. És conegut i usat indistintament com a massa atòmica, encara que literalment el significat de cada un és diferent.
El terme 'pes' en física implica la força exercida en un camp gravitatori expressat en unitats de força com el newton. No obstant això, des de 1908 s'empra el terme pes atòmic, que en l'actualitat és més conegut com a massa atòmica relativa; és a dir, són sinònims.
Font: Pexels.
Els àtoms són tan petits, abundants i diferents encara per a un mateix element, que no és tasca fàcil assignar una magnitud física com la massa. Precisament amb el temps ha variat l'elecció de la unitat que representa el pes o massa atòmica d'un element químic.
Inicialment es va triar com a unitat de massa atòmica la massa de l'àtom més petit, que és l'àtom d'hidrogen (H). Es va canviar posteriorment per la unitat de massa atòmica de l'oxigen natural 1/16, i després es va preferir el seu isòtop més lleuger el 16 O.
Des de 1961, per la gran importància de l'àtom de carboni (C), es va triar referir el pes atòmic al seu isòtop C-12. A més, l'àtom de C és l'element químic central o clau de la química orgànica i de la bioquímica.
En què consisteix el pes atòmic?
Com pes atòmic (PA) es coneix el pes mitjà de les masses dels isòtops naturals que componen un element químic. El terme fa referència a la massa atòmica relativa que tenen els àtoms de cada un dels elements químics.
Com es va esmentar en l'apartat inicial, el terme pes atòmic s'usa tradicionalment, però en realitat és la massa atòmica. Des de 1961, basat en l'àtom de Carboni-12, es va adoptar el seu valor de 12 per a l'escala dels pesos atòmics relatius.
Però, què és la massa atòmica llavors? És la suma de protons i neutrons que posseeix l'àtom, sent insignificant la massa aportada pels electrons. La massa atòmica de l'hidrogen (H), per exemple, és 1.00974 Dóna, i la de l'Magnesi (Mg) és de 24.3050 Dóna.
Comparant, això significa que els àtoms de l'Mg són més pesats que els àtoms de l'H: 24 vegades més exactament. Quan es necessiten els valors de l'pes o massa atòmica d'algun element químic es pot obtenir a la taula periòdica.
unitats
Una de les primeres unitats de l'pes atòmic, uma, estava expressada en 1/16 (0,0625) de el pes d'un àtom d'oxigen.
Aquesta unitat va canviar amb el descobriment de l'existència dels isòtops naturals d'un element a partir de 1912; per tant, ja no podia ignorar als isòtops.
Actualment, la unitat estàndard de la massa atòmica o dalton és 1/12 de el pes de l'àtom de l'isòtop de 12 C. Aquest és més estable i abundant que 13 C i 14 C.
Una unitat de massa atòmica estandarditzada és la massa d'un nucleó (un protó o un neutró) i equival a 1 g / mol. Aquesta unificació o estandardització es va realitzar amb un àtom de C-12 a el qual se li assignen 12 unitats de massa atòmica.
I així, el pes atòmic relatiu o massa atòmica es pot expressar en l'actualitat en grams per un mol d'àtoms.
Com es calcula el pes atòmic?
Per determinar el pes atòmic, primerament s'ha de calcular la massa atòmica de l'isòtop, la qual és la suma de l'nombre de protons i neutrons que posseeix determinat àtom.
No es té en compte la quantitat d'electrons que posseeix, ja que la seva massa és insignificant en comparació amb les dels neutrons i protons.
Es fa el mateix amb cada isòtop de el mateix element. Després, coneixent la seva abundància natural, es calcula una massa atòmica mitjana ponderada de tots els isòtops sumant el producte m ∙ A (m = massa atòmica, i A l'abundància dividida entre 100).
Per exemple, suposem que es té un cúmul d'àtoms de ferro on el 93% d'ells són 56 Fe, mentre que el 5% són 54 Fe i els 2% restants 57 Fe. Les masses atòmiques ja estan assenyalades en les cantonades superior esquerra dels símbols químics. Calculant llavors:
56 (0.93) + 54 (0.05) + 57 (0.02) = 55,92 g / mol àtoms Fe
En aquest cúmul, el ferro té un pes atòmic de 55,92. Però, què hi ha de la resta de l'tot el planeta Terra o la resta de l'Univers? En el cúmul amb prou feines hi ha tres isòtops, les abundàncies canvien si es pren en consideració la Terra, on hi haurà més isòtops disponibles i els càlculs es tornen més complicats.
consideracions
Per al càlcul de l'pes atòmic dels elements reportats a la taula periòdica s'ha de prendre en compte el següent:
-Els isòtops que existeixen a la naturalesa de el mateix element químic. Els àtoms d'el mateix element químic que tenen diferent nombre de neutrons són els isòtops d'aquest element químic.
-En les mostres obtingudes de cada isòtop es té en compte la massa atòmica de cada un d'ells.
-També és important l'abundància relativa de cada un dels isòtops per a determinat element en les mostres trobades en la natura.
-Es pot trobar el valor de l'pes atòmic d'un sol àtom sol o present en una mostra natural de l'element. O d'un grup d'àtoms en el cas d'isòtops de el mateix element, determinant el pes atòmic estàndard o mitjana.
-Per determinar el pes atòmic estàndard dels elements químics es van considerar un o més isòtops de el mateix element.
-Hi ha alguns elements químics com el Franci (Fr) que no tenen isòtops estables i encara no tenen un pes atòmic estandarditzat.
exemples
Consultant la taula periòdica dels elements químics es pot trobar el pes atòmic d'un element químic; és a dir, els que s'han calculat considerant tots els isòtops estables (i per aquesta raó solen tenir molts decimals).
Allà s'observa que el nombre atòmic de l'hidrogen (H) és igual a 1, igual al seu nombre de protons. El pes atòmic de l'H és el menor de tots els elements, tenint un valor de 1.00794 o ± 0.00001 u.
Per al bor, el seu pes atòmic es va determinar amb la base de dos isòtops obtinguts en la naturalesa i el seu valor oscil·la entre 10.806-10.821.
No hi ha un pes atòmic estàndard en el cas d'elements no naturals o sintètics que no tenen isòtops a la natura; tal com el cas esmentat anteriorment de l'franci (Fr), el poloni (Po), radon (Ra), entre d'altres elements químics.
En aquests casos, el pes atòmic es limita a la suma el nombre de protons i neutrons d'aquest element.
El valor de l'pes atòmic es reporta entre parèntesis, el que significa que no és un pes atòmic estandarditzat. Fins i tot, el valor de l'pes atòmic estàndard és susceptible de canviar si es descobreixen més isòtops de determinat element.
referències
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 de juny del 2018). Atomic Weight Definition. Recuperat de: thoughtco.com
- Jimenez, V. i Macarulla, J. (1984). Fisicoquímica Fisiològica. (6 ta. Ed). Madrid: Interamericana
- Whitten, K., Davis, R., Peck M. i Stanley, G. (2008). Química. (8 ava. Ed). Cengage Learning: Mèxic.
- Wikipedia. (2018). Standard atomic weight. Recuperat de: en.wikipedia.org
- Prof. N. De Leon. (Sf). Atomic Weights. Recuperat de: iun.edu